Водород является наиболее распространенным элементом в природе и обладает уникальными свойствами.
В металлургии он используется для плавления и сваривания тугоплавких металлов. Однако его воздействие способно значительно уменьшить пластичность и прочность сплава, даже при небольшом количестве.
Ученые из ПНИПУ изучили, как водород воздействует на коррозионностойкие сплавы и сплавы цветных металлов.
Полученные результаты позволят определить условия преждевременного износа деталей, включая их обработку, что в свою очередь увеличит надежность оборудования, предназначенного для работы при высоких нагрузках, например, в машиностроении, авиастроении и ракетостроении.
Как пояснила одна из авторов исследования - магистрант кафедры химических технологий ПНИПУ А.Молоканова - воздействие водорода приводит к изменению свойств металлов и сплавов, и в некоторых случаях даже небольшое содержание водорода может привести к снижению вязкости и пластичности, т.е. к увеличению хрупкости и возможному образованию микротрещин.
Практическое изучение этого процесса имеет большое значение.
Существует классификация водородного охрупчивания, по которой его можно разделить на 3 вида:
Первые два типа ускоряются при внешнем механическом воздействии на сплав, а третий предполагает образование новой фазы внутри металла.
Изучение этого процесса важно, поскольку воздействие водорода может привести к значительным повреждениям даже без внешнего воздействия, когда оборудование находится в состоянии покоя.
Ученые из Пермского Политеха провели исследование, направленное на изучение воздействия водорода на коррозионностойкие сплавы и сплавы цветных металлов, избегая воздействия на их структуру, т.е. в состоянии, близком к исходному состоянию.
Политехники использовали образцы самых распространенных сплавов, таких как железо, медь, алюминий и титан, которые находят применение в различных областях промышленности.
Исследователи выбрали метод насыщения образцов водородом из окружающей среды.
Образцы сплавов были помещены в стеклянную емкость, заполненную водородом, и выдерживались там в течение 1500-1600 ч, во время чего проводился периодический контроль микротвердости. Микротвердость является косвенным признаком воздействия водорода на металл, позволяющим оценить процесс водородного охрупчивания. Результаты исследования показали, что микротвердость образцов в большинстве случаев либо увеличивалась, либо уменьшалась.
Например, образцы на основе железа и титана показали увеличение микротвердости, что свидетельствует о начале процесса водородного охрупчивания, в то время как образцы на основе меди и алюминия демонстрировали уменьшение микротвердости, указывая на размягчающее воздействие водорода.
Исследователи заключили, что исходная микротвердость сплава определяет степень изменений в процессе воздействия водорода.
Сплавы с более высокой исходной микротвердостью, такие как железо и титан, проявляли более значительные изменения, связанные с их большей восприимчивостью к водороду.
Изучение воздействия водорода на характеристики сплавов, широко применяемых в промышленности, имеет потенциал для учета изменений свойств материалов при проектировании узлов машин и механизмов, работающих в водородсодержащих средах, что может быть важным при развитии водородной энергетики.
В металлургии он используется для плавления и сваривания тугоплавких металлов. Однако его воздействие способно значительно уменьшить пластичность и прочность сплава, даже при небольшом количестве.
Ученые из ПНИПУ изучили, как водород воздействует на коррозионностойкие сплавы и сплавы цветных металлов.
Полученные результаты позволят определить условия преждевременного износа деталей, включая их обработку, что в свою очередь увеличит надежность оборудования, предназначенного для работы при высоких нагрузках, например, в машиностроении, авиастроении и ракетостроении.
Как пояснила одна из авторов исследования - магистрант кафедры химических технологий ПНИПУ А.Молоканова - воздействие водорода приводит к изменению свойств металлов и сплавов, и в некоторых случаях даже небольшое содержание водорода может привести к снижению вязкости и пластичности, т.е. к увеличению хрупкости и возможному образованию микротрещин.
Практическое изучение этого процесса имеет большое значение.
Существует классификация водородного охрупчивания, по которой его можно разделить на 3 вида:
- первый тип связан с насыщением металла или сплава водородом из окружающей газовой среды (например, нефтяное оборудование, находящееся под открытым небом в районах с высокой влажностью),
- второй тип связан с попаданием водорода в металл во время сварки, литья, затвердевания или в процессе коррозии,
- третий тип предполагает проникновение водорода через металл и его реакцию с элементами сплава, что называется реакционным охрупчиванием.
Первые два типа ускоряются при внешнем механическом воздействии на сплав, а третий предполагает образование новой фазы внутри металла.
Изучение этого процесса важно, поскольку воздействие водорода может привести к значительным повреждениям даже без внешнего воздействия, когда оборудование находится в состоянии покоя.
Ученые из Пермского Политеха провели исследование, направленное на изучение воздействия водорода на коррозионностойкие сплавы и сплавы цветных металлов, избегая воздействия на их структуру, т.е. в состоянии, близком к исходному состоянию.
Политехники использовали образцы самых распространенных сплавов, таких как железо, медь, алюминий и титан, которые находят применение в различных областях промышленности.
Исследователи выбрали метод насыщения образцов водородом из окружающей среды.
Образцы сплавов были помещены в стеклянную емкость, заполненную водородом, и выдерживались там в течение 1500-1600 ч, во время чего проводился периодический контроль микротвердости. Микротвердость является косвенным признаком воздействия водорода на металл, позволяющим оценить процесс водородного охрупчивания. Результаты исследования показали, что микротвердость образцов в большинстве случаев либо увеличивалась, либо уменьшалась.
Например, образцы на основе железа и титана показали увеличение микротвердости, что свидетельствует о начале процесса водородного охрупчивания, в то время как образцы на основе меди и алюминия демонстрировали уменьшение микротвердости, указывая на размягчающее воздействие водорода.
Исследователи заключили, что исходная микротвердость сплава определяет степень изменений в процессе воздействия водорода.
Сплавы с более высокой исходной микротвердостью, такие как железо и титан, проявляли более значительные изменения, связанные с их большей восприимчивостью к водороду.
Изучение воздействия водорода на характеристики сплавов, широко применяемых в промышленности, имеет потенциал для учета изменений свойств материалов при проектировании узлов машин и механизмов, работающих в водородсодержащих средах, что может быть важным при развитии водородной энергетики.